2022年自动核桃脱壳机毕业设计说明书.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘 要. I 1 前言 . 1 2 绪论 . 12.1 课题讨论的目的和意义 . 1 2.2 国内外讨论现状 . 2 2.3 总体方案 . 6 3 电动机的挑选 . 84 破壳轴的带及带轮的设计 . 94.1 传动带的设计 . 9 4.1.1 确定运算功率 . 9 4.1.2 挑选 V 带的型号 . 10 4.1.3 确定带轮的基准直径. 10 4.1.4 确定传动中心距 a 和带长 L. 10 4.1.5 验算主动轮上的包角.11 4.1.6 确定 V 带的根数 .11 4.1.7 确定带的初拉力. 12 4.1.8 求 V 带传动作用在轴上的压力 . 12 4.2 V 带带轮的设计 . 12 4.2.1 带轮的材料挑选. 12 4.2.2 结构设计 . 12 4.2.3 从动带轮的设计. 13 5 拨料轴的带及带轮的设计 . 14 5.1 传动带的设计 . 14 5.1.1 确定运算功率 . 14 5.1.2 挑选 V 带的型号 . 14 5.1.3 确定带轮的基准直径. 14 5.1.4 确定传动中心距 a 和带长 L. 15 5.1.5 验算主动轮上的包角. 15 5.1.6 确定 V 带的根数 . 16 5.1.7 确定带的初拉力. 16 5.1.8 求 V 带传动作用在轴上的压力 . 17 5.2 V 带带轮的设计 . 17 5.2.1 带轮的材料挑选. 17 I 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5.2.2 结构设计 . 17 5.2.3 从动带轮的设计. 18 6 破壳轴的设计 . 19 6.1 轴上的功率 P、转速 n、转矩 T . 19 6.2 初步确定轴的最小直径 . 19 6.3 轴的结构设计 . 20 6.3.1 拟定轴上零件的装配方案 6.3.2 确定轴的各段直径和长度. 20 . 20 6.3.3 轴上零件的轴向定位 . 21 6.3.4 确定轴上圆角和倒角尺寸. 21 6.3.5 轴的润滑 . 21 6.4 轴上的载荷 . 21 6.5 精确校核轴的疲惫强度 . 22 6.5.1 判定危急截面 . 22 6.5.2 校核截面左侧 6.5.3 校核截面右侧 7 破壳轴轴承的校核. 22 . 23 . 247.1 运算轴承担到的径向载荷 . 24 7.2 运算轴承轴向力 . 25 7.3 求轴承的当量动载荷 . 25 7.4 验算轴承的寿命 . 26 8 机架的设计 . 26 9 输料斗的设计 . 26 10 接料板的设计 . 27 11 隔料机构 . 27 12 调间隙机构 . 27 总结与体会 . 错误 .未定义书签；致谢词 . 错误 .未定义书签；【参考文献】 . 错误 .未定义书签；II 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要 核桃具有很高养分价值,不管是在国内仍是在国外都具有很宽阔的市场空间,人们的需求量是很大的；我国是核桃生产大国,在加工中存在的问题是核桃脱壳 比较困难,核桃取仁在我国历来靠手工,效率低,破壳成效差；人工剥壳难以满 足生产进展的要求,研制高效剥壳机已成当务之急；经调研和分析,设计了双齿 盘齿板式核桃脱壳机；本文介绍了双齿盘齿板破壳原理,核桃脱壳机的 破壳装置、隔料装置、调间隙装置、拨料装置、整体结构设计及参数设计；其中 主要包括总体方案的确定,各部件的设计与运算,轴的校核,轴承的验算,完成全部设计后,并利用 件的图纸设计等等；solid works 软件进行了三维零件设计及装配,总装配与各零【关键词 】：双齿盘 齿板、核桃脱壳机、调间隙装置、solid worksI 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - Abstract Walnut has a high nutritional value and has a very large market space whether at home or abroad, people's demand is enormous. Walnut production in China is a big country in the processing problem is more difficult shelled walnut, walnut kernel in our country has always been taken by hand, low efficiency, poor broken shell. Artificial Sheller difficult to meet the requirements of the development of production, the development of efficient shelling machine has become imperative. Based on this proposed designed of gear - tooth plate walnut shelling machine. Introduce a dual gear - tooth plate broken shell theory, and design of the broken shell walnut shelling machine device, every feeding device, adjust gap device, dial feeding device, the overall structural design and design parameters. Which mainly include the determination of the overall program, design and calculation of the various components, check the shaft, the bearing checking, after completion of all the design and use of solid works software for the design of three-dimensional parts and assembly, final assembly and design drawings of the parts and so on. 【Key words】：double gear - tooth plate;walnut shelling machine;adjust gap device; solid worksII 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 前言核桃,是人们常见的食物；它养分丰富,具有健脑、补肾、美容、降血脂四大成效；核桃和核桃仁仍是我国传统的出口商品,加工和出口的季节性比较强；核桃取仁在我国历来靠手工,一人一天平均仅能砸40 斤核桃,加工和出口的时间正值三秋和农田基本建设大忙季节,任务重,时间紧,形成与农业争劳力的局面,所以,实现核桃取仁机械化,对解放劳动力,支援农业生产有重要意义；核桃出 口国家较多,进口国家比较集中,国际市场斗争非常猛烈,实现核桃加工机械化,有利于我们抢时间,争速度,支援外贸；从经济上说,国际市场核桃仁各质量等 级的差价甚大；机械取仁有期望提高取仁质量,增加外汇,同时大规模集中加工,便于综合利用；核桃仁中约占5%的碎末可以集中榨油,大量的核桃壳是做活性炭的好原料；研制核桃破壳机的详细任务是查找适当的、特殊是保证取仁质量的破 壳工艺方法,讨论实现这一工艺方法所要求的机器；2 绪论2.1 课题讨论的目的和意义核桃,是人们常见的食物；它养分丰富,具有健脑、补肾、美容、降血脂四 大成效；核桃富含脂肪 70%以上 及蛋白质 20% ,是高热能养分食物,又是无胆 固醇的绿色保健食品,有着宽阔的国内外市场,历来被称为“ 木本油料” 、“ 铁 杆庄稼” ,是中国开发山区林业生产的重要经济树种；目前,全国 25 个省、市自治区都有核桃分布,面积有1000 多万亩, 2 亿多株,以云南、山西、陕西、河北、甘肃、河南、四川、北京、山东、新疆产量最多,约占全国总产量的 85%以上,并且是我国传统出口物资之一；我国的核桃栽培面积约130 万2 hm 以上,主要种植区域在西南和西北； 在国际市场上,核桃与杏仁、腰果、榛子一起并列为世界4 大干果,核桃作为保健食品早已被国内外所熟悉；针对核桃加工存在的问题和市场的需求,确定核桃加工工 艺,除脱青皮、分级、清洗、脱水、烘干、去壳、仁壳别离与包装外,仍可进一 步深加工；在加工中,存在的问题是核桃脱壳比较困难,主要由人工完成；人工 剥壳难以满意生产进展的要求,故研制高效剥壳机已成当务之急；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2 国内外讨论现状目前,国内机械方面核桃破壳取仁的方法有以下几种：离心碰撞式破壳法,化学腐蚀法,真空破壳取仁法,超声波破壳法,定间隙挤压破壳法；第一种碎仁 太多,其次种实际操作不好掌握,仁易受腐蚀,在肯定程度上仍会造成环境污染；第三四种设备昂贵,破壳成本高,且破壳成效不够抱负；第五种值得探究；国内 市场上常见的核桃破壳机如下：1陕西核桃剥壳机采纳挤搓原理挤搓原理剥壳取仁石磙半径120mm；凹板外形曲线由圆弧段和直线段联接而成,圆弧半径 140mm；直线长度即工作行程为 30mm；由于石磙以 50r/min 转动,凹板固定,核桃本身将产生转动；这样,核桃不是在一点而是在一条线或一个区域上受到挤搓作用,有利于壳的完全破裂；如图 2-1 所示；1 调剂机构 2 凸版 3 石磙 4 喂入斗 5 核桃图 2-1 陕西核桃剥壳机示意图2山西核桃剥壳机采纳定向对刀挤切原理由于核桃结合线截面与两半仁的结合面交叉成90 度,壳上沟纹方向与纵径方向一样；因此,采纳两把刀头沿纵径两端作用 挤压兼切割 ,刀头外形见图 2-2 ；每把刀头匀称地镶入五块刀片,刀片做成弧形轮廓. 以尽可能接触核桃外壳；挤切的两刀头,其刀片相对错开,使得碎壳瓣小而数多,有利于壳的完全破裂,提高 剥壳质量；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2-2 山西核桃脱壳机刀头外形示意图3北京农业机械学院研制的核桃剥壳机核桃剥壳机原理如图2-3；当绵核桃喂入到克剥装置中,齿盘的旋转带动绵核桃边旋转边向里挤入；间距的齿尖不断地沿着壳外表克压,使得裂纹不扩展部分 壳和仁掉离出来；最终壳基本上完全裂,碎壳和仁通过最小间隙向下掉出；图 2-3 北农机械学院绵核桃剥壳取仁原理示意图4新疆农业高校史建新老师等设计的6HP-150型核桃破壳机该机采纳挤压破壳原理,如图 2-4,当两对法向集中力作用在核桃上时较有利 于壳的匀称完全破裂,而多对集中力作用在核桃上因提高了核桃的刚度,降低了 内力值；核桃反而不易破裂；为了在破壳时能满意上述原理上的要求,在破壳装 置结构上采纳带有多级凹槽及齿纹的挤压辊,弧齿板采纳双弧板结构,该结构符 合“ 四点加压” 原理,因而有利于壳的完全破裂；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 核桃 2 挤压辊 3 弧齿板图 2-4 挤压破简示意图由新疆农业高校机械交通学院研制的6HP-150 型核桃破壳机由分级装置、导向装置、破壳机构组成如图 2-5；该机能依次自动完成分级、导向、破壳,无需人工参加；提高了劳动生产率和降低了生产成本；分级采纳的是锥型滚筒栅式分级机构；该机构具有功耗低、振动小、可实现无级分级、对工位数的适应性强等特点；破壳装置果用滚筒 - 弧齿板式结构, 采纳这种结构更有利于得到完整的核桃仁；4 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 料斗 2 分级滚筒3 传动链条4 支撑轮5 导向辊6 传动齿传动 7 弧齿板 8 挤压辊 9 电机 图 2-5 6HP-150 核桃破壳机的结构简图5新疆农业高校史建新老师所设计的多辊挤压式核桃破壳机 该机主要由机架、喂料斗、破壳辊、 帮助破壳辊 数量 35 、挤压间距调剂机 构、挡板、出料斗、带传动、电机等 , 其结构见图 2-6；破壳辊与帮助破壳辊为破壳 机的主要部件,两辊构成间断性的挤压破壳工作区,核桃在该区受到间断性的挤 压,受挤压的核桃没有很快进行二次挤压,核桃仁损耗程度小；伸进喂料斗内的 帮助破壳辊有助于匀称单层喂料；当两辊以肯定速度相对旋转,工作时核桃受力 方向一样,不会造成核桃的两半破裂,挤压间距调剂机构可转变挤压破壳工作区 的大小,以适应不同大小的核桃；破壳辊与帮助破壳辊形成由大到小间断性的多 工位挤压破壳工作区,当两辊以肯定速度相对旋转时,伸进喂料斗内的帮助破壳 辊带动料斗内的核桃匀称的单层进入挤压破壳工作区,由于该区大于核桃横径,核桃没有受到挤压；此时破壳辊带动核桃做匀速转动和匀称平动到下一工作区,核桃在该区受到微量挤压,被挤压的核桃由破壳辊再次带动到下一工作区,如此5 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 循环往复 , 被挤压程度逐步加深,当核桃被挤压到核桃壳最大挤压变形量最大时,核桃破裂,破裂的核桃从出料口排出；1 帮助破壳辊2 挡板 3 破壳棍4 机架 5 带传动6 电机 7 出料斗 8 挤压间距调整机构 9 喂料斗图 2-6 新农大史建新多辊挤压式核桃破壳机结构简图2.3 总体方案核桃和核桃仁是我国传统的出口商品,外贸部门依据核桃仁的完整程度将其 分为一路仁、二路仁和碎仁；一路仁是指半仁及大半仁,二路仁是指四分仁以及 比 1/4 大的三角仁,比 1/4 仍小的仁称为碎仁；二路仁与二路之和统称为高路仁；高路仁重与仁总重的比值称为高路仁率,这是评判核桃脱核机的一个重要指标,另一个指标是：剥核率 =核桃总量 - 含仁的核重 / 核桃总重 图 2-7 核桃的内部结构核桃的总类：核桃划分为四个品种群,如表2-1；内褶壁单位 mm表 2-1 核桃品种群取出仁品种群核桃壳厚度含仁率 %横膈膜纸皮核桃< 0.9 > 65 退化退化全仁薄壳核桃11.5 5064 呈膜质退化半仁中壳核桃1.62.0 4149 呈革质不发达1/4 仁后壳核桃> 2.1 < 41 呈骨质发达碎仁注：1. 横隔膜是指分隔开两半仁的十字架式的薄膜；2. 内褶壁是指凹凸不平的内壁；因此,此种核桃脱核机所剥核的对象是指核桃壳厚度小于 2mm,横膈膜退化 或呈膜质、革质,内褶壁退化或不发达,较易于用机械剥壳取仁,包括纸皮、薄壳和中壳核桃品种群； 目前,此种核桃占全部核桃的85%90%,随着无性繁衍的推广和品种的进一步改进,夹核桃将逐步被剔除；故本文着重讨论品种纯度较高 的四川、云南等西南地区产的薄壳核桃作为本机械讨论对象；用游标卡尺测量出100 个绵核桃的三维尺寸,统计处理后得出均值、方差等6 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 见表 2-2,直方图如图 2-8 ,对三维尺寸进行方差分析见表 2-3；图 2-8 三维尺寸直方图位置均差表 2-2 绵核桃的三维尺寸统计表单位 mm均方差变异系数近似球体直径球度纵径32.332.648.1%31.860.979横径31.822.648.3%棱径31.242.357.5%表 2-3 绵核桃三维尺寸方差分析方差来源平方和自由度均方F 值临界值位置之间84.2